高溫氣體特定波段光譜輻射模型.pdf

1、對高溫氣體輻射特性的認識，源于對爐膛內(nèi)參與輻射換熱的高溫氣體的研究。在有氣體參與的高溫工程應(yīng)用中，氣體輻射成為重要的傳熱形式。近年來，能源、冶金、航天、氣象等領(lǐng)域，相繼出現(xiàn)了針對氣體光譜輻射特性的技術(shù)應(yīng)用，如多光譜輻射測溫、紅外遙感、目標探測與追蹤、紅外制導等等。
　　現(xiàn)在已有的光譜輻射模型，大多是以求解一定區(qū)域內(nèi)高溫氣體輻射換熱為目的。它們本質(zhì)上描述了在不同光譜間隔上，對一定譜帶內(nèi)的氣體特性的近似；主要區(qū)別是所用的光譜間隔的寬度

2、不同，即由逐條譜線到整個譜帶寬度。但是由于對參與性氣體的輻射特性認識不足，以及缺乏計算快且精度高的輻射模型，使得建立氣體輻射模型的工作非常困難。
　　本文首先對現(xiàn)有的光譜輻射模型進行了分析，然后在氣體分子光譜學理論基礎(chǔ)上，研究了溫度對氣體輻射吸收系數(shù)的影響；經(jīng)過大量數(shù)據(jù)分析得出不同特定譜帶上計算吸收系數(shù)的通用近似計算公式。以最新的參數(shù)數(shù)據(jù)庫HITEMP數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，用USFHITRAN-PC軟件計算特定波段透射率ητ，再反推出波段

3、吸收系數(shù)，使用擬合公式得到模型參數(shù)；研究不同用途的波段中，CO2、H2O及其混合物的吸收系數(shù)隨溫度變化的情況，并運用非線性最小平方法對數(shù)據(jù)進行擬合得到相應(yīng)的擬合參數(shù)。用擬合模型計算了不同光學厚度下特定波段的譜透射率，結(jié)果表明：在光學厚度小于1.0的氣體介質(zhì)中，擬合模型在多數(shù)波段計算的結(jié)果與逐線計算法較為接近，最大誤差不超過20％；而光學厚度大于1.0的氣體介質(zhì)中，兩者相差較大。最后用該擬合模型計算了探測火箭尾噴焰的問題，得到了與逐線計算